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与其他形状材料相比,聚合物微球具有比表面积大、表面易功能化等特点,在固体表面活性剂、药物缓释、荧光检测、催化和光电材料等领域应用广泛。分散聚合是一种制备微米级单分散聚合物微球的有效方法,通常在分散体系中使用热分解引发剂引发自由基链增长聚合,使用功能单体可很容易制得功能微球。为保障微球的单分散性、避免功能单体聚合对分散体系成核期的干扰,常采用两步或多步加料法来实现微球功能化。点击聚合具有反应速度快、对环境氧不敏感、反应条件温和等优点,易于制备功能聚合物。近年,开始利用非均相点击聚合制备功能微球。其中,巯基-异氰酸酯点击分散聚合可在室温、无催化剂条件下制备表面光滑、交联的微球,单体以非等摩尔比官能团投料时,可以很容易制得功能微球,交联网络中的氢键和硫代氨基甲酸酯键可赋予微球良好机械和耐热性能。已有报道仅使用巯基-异氰酸酯两组份单体制备微球,但对微球表面形貌和形状未进行调控和详细研究,单体以等摩尔比官能团投料时,单体扩散等因素对分散体系中粒子相内点击聚合的影响也未进行深入研究,所得微球的具体应用涉及较少。为此,提出本论文的研究工作:在室温、乙醇介质中进行巯基-异氰酸酯二、三组份点击分散聚合,使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂和引发剂,制备单分散、表面光滑、粗糙、褶皱或多凸起的异形点击功能聚合物微球,并探讨功能微球的应用。论文主要工作如下:1.巯基(3-SH/4-SH)-异氰酸酯(2-NCO)两组份点击聚合,制备功能微球:通过三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMPMP)或四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(PETMP)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)点击分散聚合,制备表面粗糙或多凸起、单分散的功能聚合物微球,探究单体用量对微球形貌、尺寸和组成的影响;2.微球形貌形成及单体非等摩尔反应机理探讨:通过SEM和荧光显微镜观察、FTIR分析及单体转化率测定,探究粒子形成过程中形貌及组成变化,揭示单体扩散对粒子相内点击反应的影响:体系成核后,单体不断扩散进入粒子相反应,使粒子逐渐长大;随单体转化率提高、粒子交联度提高,单体扩散受限,单体在粒子表界面的聚合增强,在表面形成多凸起;此外,由于单体扩散受限的影响,即使单体以等摩尔比官能团投料时,仍可发生非等摩尔官能团反应;因异氰酸酯基团的反应活性更大,最终得到表面含过量巯基的功能微球;3.微球表面功能化及应用:单体以等摩尔比、非等摩尔比官能团投料,制备表面含过量巯基或异氰酸酯基团的功能微球,探讨功能微球的应用。利用微球表面巯基或异氰酸酯基团,分别与FITC和7-巯基-4-甲基香豆素反应,得到荧光微球;在巯基功能化微球表面原位还原Ag+,得到聚合物核/Ag壳复合微球;利用巯基功能化微球表面的巯基,在微球表面依次偶联胱胺二盐酸盐和FITC,制成含FITC的荧光探针,可用于检测巯基(以GSH为例);在异氰酸酯功能化微球表面偶联茈酰亚胺荧光化合物(DTPDI),制得对Hg2+具有高选择性、高灵敏度的聚合物微球荧光探针,将该探针用于检测水溶液中Hg2+,检测极限可达0.1ppb;4.巯基(3-SH/4-SH)-异氰酸酯(2-NCO)-巯基(1-SH/2-SH)或异氰酸酯(2-NCO/3-NCO)三组份点击聚合,制备三组份功能微球:在巯基(3-SH/4-SH)-异氰酸酯(2-NCO)体系中添加巯基(1-SH/2-SH)或异氰酸酯(2-NCO/3-NCO)第三组份进行点击分散聚合,由于不同巯基与异氰酸酯的反应活性不同,在粒子中形成不同交联密度网络,从而得到表面呈光滑、粗糙、褶皱或多凸起、玻璃化转变温度可调的点击粒子。调控第三组份单体类型、官能度、用量以及单体间配比,以调控增长粒子交联密度和溶胀程度,进而调控所得粒子形貌、形状和玻璃化转变温度;5.巯基-异氰酸酯三组份点击粒子应用:选用表面褶皱或多凸起的粒子负载Ag纳米粒子,得到聚合物核/Ag壳复合微球,探讨粒子表面形貌对Ag负载量的影响,粒子表面褶皱或凸起有利于负载Ag纳米粒子;在三组份点击聚合过程中添加阿霉素(DOX),可得到包载阿霉素的点击粒子,该粒子可用于药物缓释。